viernes, 27 de enero de 2012

Fenómeno de Resonancia

RESONANCIA
Objetivo: Dar una pequeña demostración de cómo se lleva a cabo el fenómeno de Resonancia.
INTRODUCCIÒN:
¿Qué es el fenómeno de resonancia?
Todo cuerpo o sistema tiene una, o varias, frecuencias características, depende mucho de la elasticidad del objeto o sistema en si o de la forma que este tiene.  Cuando un sistema es excitado a una de sus frecuencias características, su vibración es la máxima posible.  El fenómeno de resonancia se produce cuando la frecuencia angular de la fuerza externa coincide con la frecuencia natural de oscilación del sistema, con un aumento de la amplitud.
Un ejemplo muy sencillo de esto es: En 1850 un batallón de soldados franceses atravesaba un puente en formación y marcando el paso y el puente se hundió. Esto fue debido a que el paso rítmico de la marcha militar coincidió con la frecuencia de oscilación del puente de modo que el aumento de la amplitud provocó que se rompiera. Desde entonces los soldados rompen la formación al cruzar un puente.

En el laboratorio lo vamos a comprobar con un diapasón y una caja de resonancia: Un diapasón es una pieza en forma de U de metal (generalmente acero). Fue inventado en 1711 por John Shore.
Este tiene que ser golpeado en un corcho de goma para hacer que vibre (a 883 Hz por segundo), como cualquier instrumento musical el elemento generador casi no emite sonido y es necesario un elemento de amplificación, para esto se ocupa una caja de resonancia.

MATERIAL:

*Diapasón
*Caja de resonancia
*Corcho de goma









PROCEDIMIENTO:

Primero se golpea el diapasón en el corcho de goma, siempre se utiliza el diapasón con mayor frecuencia de vibración, (para lograr un mejor efecto golpea el corcho con un solo brazo del diapasón y lo más cerca del centro posible).










Cuando suene el diapasón, se acerca a la caja de resonancia para amplificar el sonido que producen las vibraciones (883 Hz por segundo).





El segundo diapasón se coloca al otro lado de la caja para que las vibraciones del otro diapasón se le transmitan.









 Al acercar el diapasón a la caja se escucha así:





OBSERVACIONES:
Lo primero es que las vibraciones del diapasón no se ven, ya que va a 883 Hz por segundo, mientras mayor es la frecuencia de vibración menos se nota, la caja de resonancia sirve como un amplificador del sonido que producen las ondas del diapasón y al golpear el diapasón en el corcho de goma se logro el fenómeno de resonancia.
CONCLUSIONES:
Se pudo observar el fenomeno de resonancia, otos ejemplos de estos son:
Cuando nos sentamos en un columpio y nos impulsamos, la fuerza impulsora no es armónica simple. Sin embargo, es periódica y se aprende intuitivamente a bombear con el cuerpo con la misma frecuencia que la natural del columpio.

Cuando un grupo de soldados pasa por un puente pequeño, normalmente dejan de marcar el paso porque es posible que la frecuencia de su marcha sea próxima a una de las frecuencias de resonancia del puente, y este puede romperse al empezar a oscilar en resonancia.

Simuladores de Fisica

Ondas del radio
En la página encontramos distintos tipos de simuladores, en donde decidí escoger el de ondas de radio, el cual nos muestra una antena sola, y una antena de la cabina de radio, separadas a una cierta distancia. Todo empieza con los electrones en cada una de estas.
Al moverse cada uno de los electrones hacia arriba y hacia abajo, se generan ondas y por medios de estas se transmite el sonido.
Las ondas dependen de la frecuencia y la amplitud.
El simulador nos da la opción de que sea manual u oscilador, el modo en que queremos que nos muéstrela onda: curva con vectores, curva o campo completo, o ninguno.
Cuando le damos la opción de campo completo, nos muestra con vectores, las direcciones de las ondas, y se pueden apreciar que son en forma de círculo.
Y cuando le damos la opción de curva con vectores, se aprecia una curva horizontal viajando de una antena a otra, llegando así la señal.

Simuladores II

Lo que pudimos observar en otro de los simuladores fue las diferentes maquinas que producen ondas y los elementos que influyen en las ondas como son la frecuencia, la amplitud, la longitud los valles y las crestas.
Un ejemplo de ondas son las gotas de agua que caen de la llave; cada que cae una gota se producen las ondas y dependiendo de la velocidad en las que caen es la frecuencia y la amplitud.

Simuladores III

En la pagina de internet http://phet.colorado.edu/ que es una pagina con simuladores para entender fenómenos o efectos relacionados con el campo de la física, se muestra en la sección de Ondas o waves un par de simuladores que muestran el movimiento que estás están representado.
En uno de los simuladores probados, llamado Wave on a String (onda en una cuerda) se muestran los repetidos movimientos que se van a presentar en diferentes situaciones.
Primero se muestra como seria el efecto al tener un movimiento manual, un poco débil con un final fijo y se observa que el movimiento va de hacia arriba hasta llegar al ultimo de los puntos de esta cuerda, parecería que es un gusano al caminar.
En el segundo se muestra un movimiento oscilatorio con una final fijo y se puede observar que a pesar de que el movimiento va disminuyendo este llega al final de la cuerda, con movimientos hacia arriba y hacia debajo de manera fuerte.
En el tercero se observa que se hace un solo movimiento no muy fuerte y este llega hasta el final con un movimiento constante.
Aunque claro también se pueden cambiar las situaciones como por ejemplo no darle fin a la cuerda pero las ondas viajan constantes hasta el final del objeto a menos que se vean interrumpidas por algo. Se muestran más simuladores como el ejemplo de cómo viajan las ondas de radio, aunque ese modelo no se puedo completar por falta de tiempo pero intentaba explicar como las ondas de radio al ser electromagnéticas, viajan en el infinito, en el vacío y viajan a 300,000 kilómetros por segundo.